JP5322021B2 - 貯湯式温水供給装置及び貯湯式温水器用の流路開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、元止め式の貯湯式温水供給装置、及び、元止め式の貯湯式温水器と共に設置されて利用される流路開閉装置に関する発明である。

洗面器等に設置された水栓に対して専用に湯を供給するための小型の貯湯式電気温水器としては、電気ヒータによって湯を沸かしす電気温水器を用いること一般的である。この電気温水器には、先止め式と元止め式とがある。温水器を先止め式とする場合、安全基準を満たす必要があるので、減圧弁及び過圧逃し弁を装着して貯湯槽内の圧力を０．１ＭＰａ以下に保っている。このように減圧弁及び過圧逃し弁などを装着する必要があるために、従来の元止め式に比べて構成機器が多くなり、設備費用が高くなる不都合があった。また、減圧弁は及び過圧逃し弁、経年変化によって水漏れを起こす虞があるので、メンテナンスにも手間を要するものであった。

一方、温水器を元止め式とする場合は、貯湯槽の前で止水する構造なので、先止め式の温水器のように、減圧弁の装着は不要である。しかし、貯湯槽から先の二次側を開放にして貯湯槽内の膨張水を排出させるので、湯水混合水栓の蛇口から、この膨張水が自然排出される構造にならねばならず、そのため、この自然排出される膨張水が給湯器の故障によるものと勘違いされるケースがあり、また、利用できる水栓が限られてしまい、ユーザーに不満を与えることがあった。

先止め式と元止め式との従来の長所を残し、且つ従来の欠点を改善するために、貯湯槽の給湯路側に混合機能を有する給湯バルブを装着し、給水路に開閉機能を有する給水バルブを装着し、これらの給湯バルブ、給水バルブを一つの混合水栓として連動して開閉すると共に、前記混合給水口から貯湯槽に至る給水路に、貯湯槽内の圧力を調整する圧力逃し弁を装着した貯湯電気温水器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１３９４０４号公報（第４頁、第１図）

この先行文献でも、先止め式の不具合要因であった減圧弁を廃止でき、従来の元止め式の不具合であった水栓からの膨張水排出を防止することができるが、そのためには専用水栓を用いる必要があり、電気温水器の設置に伴い、水栓を専用水栓に買い換えねばならない問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、元止め式電気温水器用の専用水栓を用いることなく、先止め式と元止め式との従来の長所を残し、且つ従来の欠点を改善した元止め式の貯湯式温水装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の貯湯式温水供給装置においては、ヒータを備え、給水された水を所定温度に加熱して貯湯しておく貯湯槽と、この貯湯槽へ給水源からの水を供給する給水路に設けられ、この給水路を開閉する給水弁と、前記貯湯槽から出湯先へ湯を供給する出湯路に設けられ、この出湯路内の流動を検知する流動検知手段と、前記給水弁より下流側に設けられ、前記貯湯槽内の圧力を蓄圧しておくアキュームレーターとを備え、前記流動検知手段が前記出湯路内の流動検知すると前記給水弁を開弁駆動し、流動停止を検知すると閉弁駆動する制御手段を備え、前記制御手段は、前記流動検知手段が前記出湯路内の流動停止を検知してから所定ディレイ時間の経過後に前記給水弁を閉弁することを特徴とする。

この貯湯式温水供給装置においては、給水路の給水弁を開閉して出湯する元止め式であるため、減圧弁や過圧逃し弁を用いる必要がなく、減圧弁や過圧逃し弁の劣化による水漏れなどの心配を無くせる。また、給湯路に設けたアキュームレーターに蓄圧しておくことにより、水栓を開くと給湯路に流動発生するようにし、その流動検知して給水弁を開く構成であり、しかも、アキュームレーターによって、膨張水分の容積を吸収することができるため、水栓としては元止め式の専用水栓を用いる必要がなく、既設の先止め用水栓を利用することができる。また従来先止め水栓を電気温水器で使用する場合には必ず必要であった膨張水排水処理装置も、アキュームレーターによって膨張水を吸収するため設置する必要が無くなり、施工性の向上や配管周りの意匠、また膨張水処理装置による排水管からの汚水逆流などが無くなり、信頼性を向上することができる。
また、流動停止してから給水弁を閉じるまでに所定のタイムラグを発生させることができ、そのタイムラグの間に給水源の水圧を利用してアキュームレーターに蓄圧することができ、水栓を開くと確実に給湯路内に流動を生じさせて、給水弁を開くことが可能となる。

また、前記の貯湯式温水供給装置においては、前記アキュームレータは、前記給水弁と前記貯湯タンクとの間の給水路に接続されているものとすることにより、アキュムレータが給水路に接続されているため、貯湯槽で加熱された温水が流入しないため、アキュームレータの信頼性を向上させることができる。

また、前記の貯湯式温水供給装置においては、前記給水路の前記給水弁より上流側に分岐継手を備え、この分岐継手によって前記給水路から出湯先へ向かうバイパス給水路が形成されているものとすることにより、分岐継手という簡単な構成により、水栓として混合機能タイプのものを用いることも可能となる。

また、本発明の貯湯式温水器用の流路開閉装置においては、第一流入口と第一流出口とを結ぶ管路に設けられた給水弁と、第二流入口と第二流出口とを結ぶ管路に設けられた流動検知手段と、前記給水弁と前記第一流出口との間、又は、前記第二流入口と前記流動検知手段との間に設けられたアキュームレーターと、前記流動検知手段が流動検知すると前記給水弁を開閉駆動する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記流動検知手段が前記第二流入口と前記第二流出口とを結ぶ前記管路内の流動停止を検知してから所定ディレイ時間の経過後に前記給水弁を閉弁することを特徴とする。

この貯湯式温水器用の流路開閉装置においては、第一流入口を給水源に、第一流出口を元止め式の貯湯式温水器の給水口に、第二流入口をその貯湯式温水器の出湯口に、第二流出口を水栓に接続した場合に、その貯湯式温水器の貯湯槽から流出する膨張水をアキュームレーターに蓄圧しておくことが可能となり、その状態で水栓が開くと発生する流動を流動検知して給水弁を開いて水栓からの出湯を継続することができるため、水栓としては元止め式の専用水栓を用いる必要がなく、既設の先止め用水栓を利用することができる。また従来先止め水栓を電気温水器で使用する場合には必ず必要であった膨張水排水処理装置も、アキュームレーターによって膨張水を吸収するため設置する必要が無くなり、施工性の向上や配管周りの意匠、また膨張水処理装置による排水管からの汚水逆流などが無くなり、信頼性を向上することができる。
また、流動停止してから給水弁を閉じるまでに所定のタイムラグを発生させることができ、そのタイムラグの間に給水源の水圧を利用してアキュームレーターに蓄圧することができ、水栓を開くと確実に給湯路内に流動を生じさせて、給水弁を開くことが可能となる。

また、前記の貯湯式温水器用の流路開閉装置においては、前記給水路の前記給水弁より上流側に分岐継手を備え、この分岐継手によって前記給水路から出湯先へ向かうバイパス給水路が形成されているものとすることにより、分岐継手という簡単な構成により、水栓として混合機能タイプのものを用いることも可能となる。

本発明によれば、元止め式電気温水器用の専用水栓を用いることなく、先止め式と元止め式との従来の長所を残し、且つ従来の欠点を改善するこが可能な貯湯式温水供給装置を提供することができる。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る貯湯式温水供給装置の構成を例示する模式図である。図１において、１００は元止め式電気温水器を、２００は先止め用湯水混合水栓を、３００は流路開閉装置としての変換ユニットをそれぞれ示す。図示しない水道管（給水源）から管路１は延接されており、変換ユニット３００の分岐継手としての給水接続分岐口３０１に接続された後二方向に分岐され、そのうちの一方は管路２により先止め用湯水混合水栓２００の給水口２０１を経て湯水混合バルブ２０３へ、もう一方は給水弁としての給水電磁弁３０２に接続されている。

給水電磁弁３０２からは管路３により元止め式電気温水器１００の給水接続口１０５に接続され、給水接続口１０５から接続された給水管路１０３により更に貯湯槽１０１の底面へと接続され、元止め式電気温水器１００の内部に収納された貯湯槽１０１内に給水される。貯湯槽１０１の内部には貯湯槽１０１に給水された水を加熱するためのヒータ１０２が設けられており、加熱された水は貯湯槽１０１の天面に接続されている出湯管路１０４及びその先端に接続された出湯接続口１０６より、給水圧力により出湯される。

出湯接続口１０６より接続された管路４は変換ユニット３００の給湯分岐継手３０３に接続された後二方向に分岐され、そのうちの一方は管路５によりアキュームレーター３０４に接続され、もう一方は管路６により流動検知手段としてのフロースイッチ３０５に接続される。フロースイッチ３０５と給水電磁弁３０２は制御手段３０６へ接続されており、フロースイッチ３０５が流れを検知すると給水電磁弁３０２を開くように構成されている。フロースイッチ３０５を通過した経路は管路７を経て先止め用湯水混合水栓２００の給湯口２０２を経て湯水混合バルブ２０３へ接続されている。

ここで、貯湯槽１０１が満水状態で且つ先止め用湯水混合水栓２００のハンドル２０５が閉まった状態（つまり図１の回路が満水で閉の状態）でヒータ１０２を通電させて設定温度まで沸き上げを行うと、貯湯槽１０１内の水は給水温度や沸き上げ設定温度によもよるが貯湯量の３％程度の体積膨張が発生して、内部の圧力が上昇する。膨張した圧力、即ち膨張水は、出湯管路１０４、管路４、給湯分岐継手３０３及び管路５を経てアキュームレータ３０４で蓄圧される為、経路外へ排出される事は無い。

先止め用湯水混合水栓２００のハンドル２０５を開くと混合バルブ２０３には、管路２を経由して給水口２０１から水が流入し、アキュームレータ３０４で蓄圧されていた圧力によって貯湯槽１０１内のお湯が流れ出しフロースイッチ３０５を経由して給湯口２０２からお湯が流入する。この時、フロースイッチ３０５は流れを検知する為、給水電磁弁３０２が開き管路１から給水が開始され、先止め用湯水混合水栓２００の混合バルブ２０３で任意の温度に混合して吐水口２０４より吐水する事が出きる。前述の様な機構を用いる事により、膨張水を経路外に排出する事が無く、また元止め電気温水器で先止め水栓を使用することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、前出したものと同様の要素については、同符号を付して詳細な説明は省略する。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る貯湯式温水供給装置の構成を例示する模式図である。図２において、１００は元止め式電気温水器を、２００は先止め用湯水混合水栓を、３００Ａは流路開閉装置としての変換ユニットをそれぞれ示す。図示しない水道管（給水源）から管路１は延接されており、変換ユニット３００Ａの分岐継手としての給水接続分岐口３０１に接続された後二方向に分岐され、そのうちの一方は管路２により先止め用湯水混合水栓２００の給水口２０１を経て湯水混合バルブ２０３へ、もう一方は給水電磁弁３０２に接続されている。

給水電磁弁３０２からは管路３を経て出水分岐継手３０３Ａに接続された後二方向に分岐され、そのうちの一方は管路５Ａによりアキュームレーター３０４Ａに接続され、もう一方は管路３Ａにより元止め式電気温水器１００の給水接続口１０５に接続され、給水接続口１０５から接続された給水管路１０３により更に貯湯槽１０１の底面へと接続され、元止め式電気温水器１００の内部に収納された貯湯槽１０１内に給水される。貯湯槽１０１の内部には貯湯槽１０１に給水された水を加熱するためのヒータ１０２が設けられており、加熱された水は貯湯槽１０１の天面に接続されている出湯管路１０４及びその先端に接続された出湯接続口１０６より、給水圧力により出湯される。

出湯接続口１０６より接続された管路４Ａは変換ユニット３００Ａの流動検知手段としてのフロースイッチ３０５に接続される。フロースイッチ３０５と給水電磁弁３０２は制御手段３０６へ接続されており、フロースイッチ３０５が流れを検知すると給水電磁弁３０２を開くように構成されている。フロースイッチを通過した経路は管路７を経て先止め用湯水混合水栓２００の給湯口２０２を経て湯水混合バルブ２０３へ接続されている。

ここで、貯湯槽１０１が満水状態で且つ先止め用湯水混合水栓２００のハンドル２０５が閉まった状態（つまり図１の回路が満水で閉の状態）でヒータ１０２を通電させて設定温度まで沸き上げを行うと、貯湯槽１０１内の水は給水温度や沸き上げ設定温度によもよるが貯湯量の３％程度の体積膨張が発生して、内部の圧力が上昇する。膨張した圧力は給水管路１０３、管路３Ａ、出水分岐継手３０３Ａ及び管路５Ａを経てアキュームレータ３０４で蓄圧される。ここで、アキュームレータは通常内部のバルーンはＮＢＲなどのゴムで製作されており、通常ゴム材質は温水側で使用するよりも水側で使用する方が信頼性や耐久性は向上する。

先止め用湯水混合水栓２００のハンドル２０５を開くと混合バルブ２０３には、管路２を経由して給水口２０１から水が流入し、アキュームレータ３０４で蓄圧されていた圧力によって貯湯槽１０１内のお湯が流れ出しフロースイッチ３０５を経由して給湯口２０２からお湯が流入する。この時、フロースイッチ３０５は流れを検知する為、給水電磁弁３０２が開き管路１から給水が開始され、先止め用湯水混合水栓２００の混合バルブ２０３で任意の温度に混合して吐水口２０４より吐水する。

上記の図１及び図２に示す実施形態においては、元止め式電気温水器１００と流路開閉装置としての変換ユニット３００，３００Ａとは別々のケーシングに収納された形態となっている。
そのため、変換ユニット３００，３００Ａを元止め式電気温水器１００のケーシング内に一体にとして収納しておく場合に比べて、元止め式電気温水器１００の設置場所に応じた空きスペースに変換ユニット３００，３００Ａを固定することができ、設置スペースに対する要求レベルを下げることができる。また、既に元止め式電気温水器１００が設置されている現場で、元止め式専用水栓から先止め式水栓に取り替えたい場合でも、元止め式電気温水器１００を既設のものを使用することが可能となる。

なお、変換ユニット３００，３００Ａを元止め式電気温水器１００と組み合わせて施工することが容易となるように、元止め式電気温水器１００には、変換ユニット３００，３００Ａへの給電コートが接続できるポートを設けておくことが好ましいが、変換ユニット３００，３００Ａ内に電池や水力式発電機を設置しておけば、給電コードを不要とすることができて更に好ましい。

次に、本発明の第３の実施形態について図３に基いて説明する。なお、前出したものと同様の要素については、同符号を付して詳細な説明は省略する。

図３は、本発明の第３の実施形態に係る貯湯式温水供給装置の構成を例示する模式図である。図３において、１００Ｂは元止め式電気温水器を、２００は先止め用湯水混合水栓ををそれぞれ示す。図示しない水道管（給水源）から管路１は延接されており、元止め電気温水器１００Ｂに収納されている分岐継手としての給水接続分岐口１０７Ｂに接続された後二方向に分岐され、そのうちの一方は管路２により先止め用湯水混合水栓２００の給水口２０１を経て湯水混合バルブ２０３へ、もう一方は元止め電気温水器１００の内部に収納されている給水電磁弁３０２に接続されている。

給水電磁弁３０２からは管路３Ｂを経て出水分岐継手３０３Ｂに接続された後二方向に分岐され、そのうちの一方は管路５Ｂにより元止め電気温水器１００の内部に収納されているアキュームレーター３０４Ａに接続され、もう一方は給水管路１０３により貯湯槽１０１の底面へと接続され、元止め式電気温水器１００の内部に収納された貯湯槽１０１内に給水される。貯湯槽１０１の内部には貯湯槽１０１に給水された水を加熱するためのヒータ１０２が設けられている。加熱された水は貯湯槽１０１の天面に接続されている出湯管路１０４Ｂは元止め電気温水器１００の内部に収納されている流動検知手段としてのフロースイッチ３０５に接続される。フロースイッチ３０５と給水電磁弁３０２は制御手段３０６へ接続されており、フロースイッチ３０５が流れを検知すると給水電磁弁３０２を開くように構成されている。

フロースイッチを通過した経路は管路６Ｂを経て出湯接続口１０６Ｂより、給水圧力により出湯され、管路７を経てその先端に接続された先止め用湯水混合水栓２００の給湯口２０２を経て湯水混合バルブ２０３へ接続されている。

アキュームレーター３０４Ａを水側に設置している理由や、作動原理については図２で説明済みであるため割愛する。

上記の図３に示す実施形態においては、元止め式電気温水器１００Ｂと、図２では別々のケーシングとしていた流路開閉装置としての変換ユニット３００Ａを元止め式電気温水器１００Ｂ内部に収納した形態とした。
そのため、変換ユニット３００，３００Ａを元止め式電気温水器１００のケーシングと別体にとして設置しておく場合に比べて、ユニット一式での施工となる為容易な施工とすることができる。また、外観上も別体に比べシンプルであり、元止め式電気温水器１００を露出設置させる場合であっても意匠を向上させることができる。

次に、流路開閉装置としての変換ユニットの制御手段３０６で行われる制御について図４に基いて説明する。
制御手段３０６へは、フロースイッチ３０５からの信号が入力されており、ハンドル２０５が開かれてこのフロースイッチ３０５が所定以上の流量を検知するとＯＮ出力を制御手段３０６へ出力する。そして、この制御手段３０６ではＯＮ出力を受付けると速やかに給水電磁弁３０２を開弁する。そして、ハンドル２０５が閉じられてフロースイッチ３０５が所定未満の流量を検出してＯＦＦ信号を制御手段３０６へ出力しても、制御手段３０６は、一定のディレイ時間Ｔ１の間は給水電磁弁３０２を開状態としておく。
このようにディレイ時間Ｔ１の間は給水電磁弁３０２を開状態としておくことで、ハンドル２０５を閉めたと同時に給水電磁弁３０２を閉じてしまうと、経路内の圧力がない状態で閉になってしまうため、次回にハンドル２０５を開するまでの間に沸き上げが行われないと経路内に蓄圧が出来ずに、フロースイッチ３０５がＯＮせずに給水電磁弁３０２が開弁しないという不具合を解決する事が可能となる。

流動検知手段としては、フロースイッチを用いたものについて説明してきたが、圧力センサーによって構成することもできる。また、先止め用水栓としては、混合機能のない、開閉機能のみの水栓を利用することもでき、その場合は、給水接続分岐口３０１を取り外すか、又は、この給水接続分岐口３０１から先止め用水栓へ向かう出水口を盲栓にて塞ぐことによって対応できる。

本発明の第１の実施形態に係る貯湯式温水供給装置の構成を例示する模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る貯湯式温水供給装置の構成を例示する模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る貯湯式温水供給装置の構成を例示する模式図である。 本発明の制御を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１００、１００Ｂ…元止め式電気温水器
１０１…貯湯槽
１０２…ヒータ
１０３…給水管路
１０４、１０４Ｂ…出湯管路
１０５…給水接続口
１０６、１０６Ｂ…出湯接続口
１０７Ｂ…給水接続分岐口
２００…先止め用湯水混合水栓
２０１…給水口
２０２…給湯口を
２０３…湯水混合バルブ
２０４…吐水口
２０５…ハンドル
３００、３００Ａ…変換ユニット（流路開閉装置）
３０１…給水接続分岐口（分岐継手）
３０２…給水電磁弁（給水弁）
３０３、３０３Ｂ…給湯分岐継手
３０３Ａ…出水分岐継手
３０４…アキュームレーター
３０５…フロースイッチ（流動検知手段）
３０６…制御手段
１…管路
２…管路
３、３Ａ、３Ｂ…管路
４、４Ａ…管路
５、５Ａ、５Ｂ…管路
６、６Ｂ…管路
７…管路

Claims (5)

1. ヒータを備え、
   給水された水を所定温度に加熱して貯湯しておく貯湯槽と、
   この貯湯槽へ給水源からの水を供給する給水路に設けられ、
   この給水路を開閉する給水弁と、
   前記貯湯槽から出湯先へ湯を供給する出湯路に設けられ、
   この出湯路内の流動を検知する流動検知手段と、
   前記給水弁より下流側に設けられ、
   前記貯湯槽内の圧力を蓄圧しておくアキュームレーターとを備え、
   前記流動検知手段が前記出湯路内の流動検知すると前記給水弁を開弁駆動し、
   流動停止を検知すると閉弁駆動する制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記流動検知手段が前記出湯路内の流動停止を検知してから所定ディレイ時間の経過後に前記給水弁を閉弁することを特徴とする貯湯式温水供給装置。
2. 前記アキュームレーターは、
   前記給水弁と前記貯湯タンクとの間の給水路に接続されていることを特徴とする請求項１記載の貯湯式温水供給装置。
3. 前記給水路の前記給水弁より上流側に分岐継手を備え、
   この分岐継手によって前記給水路から出湯先へ向かうバイパス給水路が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の貯湯式温水供給装置。
4. 第一流入口と第一流出口とを結ぶ管路に設けられた給水弁と、
   第二流入口と第二流出口とを結ぶ管路に設けられた流動検知手段と、
   前記給水弁と前記第一流出口との間、又は、前記第二流入口と前記流動検知手段との間に設けられたアキュームレーターと、
   前記流動検知手段が流動検知すると前記給水弁を開閉駆動する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記流動検知手段が前記第二流入口と前記第二流出口とを結ぶ前記管路内の流動停止を検知してから所定ディレイ時間の経過後に前記給水弁を閉弁することを特徴とする貯湯式温水器用の流路開閉装置。
5. 前記給水路の前記給水弁より上流側に分岐継手を備え、
   この分岐継手によって前記給水路から出湯先へ向かうバイパス給水路が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の貯湯式温水器用の流路開閉装置。